論文の概要: 6 GHz hyperfast rotation of an optically levitated nanoparticle in
vacuum
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.09693v2
- Date: Sun, 25 Apr 2021 03:20:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-20 08:25:35.067473
- Title: 6 GHz hyperfast rotation of an optically levitated nanoparticle in
vacuum
- Title（参考訳）: 真空中における光共振ナノ粒子の6GHz超高速回転
- Authors: Yuanbin Jin, Jiangwei Yan, Shah Jee Rahman, Jie Li, Xudong Yu, Jing
Zhang
- Abstract要約: ナノ粒子系における記録破りの超高回転周波数を約6GHzで観測した。
ナノ粒子を高開口(NA)対物レンズで重力方向に光学的にトラップし、散乱力と光泳動力の影響を補償する大きな利点を示す。
得られたナノ粒子の最大回転周波数は4.3GHzであり, フィードバック冷却による6GHz回転は, これまでに報告された中で最速の機械回転である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.830588649968856
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We report an experimental observation of a record-breaking ultra-high
rotation frequency about 6 GHz in an optically levitated nanoparticle system.
We optically trap a nanoparticle in the gravity direction with a high numerical
aperture (NA) objective lens, which shows significant advantages in
compensating the influences of the scattering force and the photophoretic force
on the trap, especially at intermediate pressure (about 100 Pa). This allows us
to trap a nanoparticle from atmospheric to low pressure ($10^{-3}$ Pa) without
using feedback cooling. We measure a highest rotation frequency about 4.3 GHz
of the trapped nanoparticle without feedback cooling and a 6 GHz rotation with
feedback cooling, which is the fastest mechanical rotation ever reported to
date. Our work provides useful guides for efficiently observing hyperfast
rotation in the optical levitation system, and may find various applications
such as in ultrasensitive torque detection, probing vacuum friction, and
testing unconventional decoherence theories.
- Abstract（参考訳）: 我々は,光浮遊ナノ粒子系における記録破りの超高回転周波数を約6GHzで観測した。
ナノ微粒子を高数値開口(na)対物レンズで重力方向に光学的に捕捉し、特に中間圧力(約100pa)において散乱力と光泳動力の影響を補償する大きな利点を示す。
これにより、フィードバック冷却を用いることなく、ナノ粒子を大気から低気圧(10^{-3}$ Pa)にトラップすることができる。
得られたナノ粒子の最大回転周波数は4.3GHzであり, フィードバック冷却による6GHz回転は, これまでに報告された中で最速の機械回転である。
本研究は,光浮上系の超高速回転を効率的に観測するための有用なガイドを提供し,超感度トルク検出,真空摩擦の検出,非コンベンションデコヒーレンス理論の検証など様々な応用法を見いだすことができる。
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